JPS62208708A - 過渡変化追従型デイジタルフイルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、ディジタル化された信号を濾波するディジタ
ルフィルタに関する。

［発明の技術的背景とその問題点１ 計装系で計測される信号には、一般に定常時においても
大なり小なりゆらぎが存在していることから、計測精度
を高めるためにフィルタによりゆらぎを抑える処理を行
う場合がある。しかし、あまりフィルタの時定数を大き
くしてゆらぎを抑えすぎると過渡変化に追従できなくな
るという不具合があった。

［発明の目的］ 本発明は、上記問題を解消するためになされたもので、
その目的は信号の定常状態では平滑性に優れ、信号の過
渡状態では追従性に優れた過渡変化追従型ディジタルフ
ィルタを提供することにある。

し発明の概要］ 本発明は上記目的を達成するために、入力信号と出力信
号の差から過渡変化を検出し、過渡変化検出時にはディ
ジタルフィルタの時定数を順次変化させることにより、
定常時には平滑性、過渡時には追従性の良いフィルタ特
性を備えた過渡変化追従型ディジタルフィルタリングに
関するものである。

［発明の実施例］ 本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例のブロック構成図を示すもの
で、入力部１および出力部４は外部の信号かディジタル
信号かまたはアナログ信号かにより、インターフェース
を用いるかまたはＡ／Ｄ変換器もしくはＤ／Ａ変換器が
用いられる。

過渡変化検出部２では入力部１からフィルタ処理部３へ
の入力信号Ｘｉ　とフィルタ処理部３から出力部４への
出力信号Ｖｉの差の絶対値Ｄ、すなわち Ｄ＝　　Ｘｌ−４ｉ を求め、これが基準値Ｄｏを越えた場合には過渡変化発
生と判断して、過渡変化検出を知らせる信号をフィルタ
処理部３に入力する。基準値ＤＯとしては、例えば入力
信号Ｘ・の標準偏差σ、のｎ倍 Ｄｏ＝ｎσ、 というような値を使用する。ここで、ｎは平滑性と追従
性のどちらを重視するかにより決定される値である。ま
た、入力信号に高周波ノイズか含まれている時には、過
渡変化検出部２の前段にローパスフィルタを設けて、高
周波ノイズを除去するようにしてもよい。

フィルタ処理部３は、基本的には従来のディジタルフィ
ルタからなるものであるが、過渡変化検出部２より過渡
変化検出の信号が入ると、追従性を良くするために時定
数を順次変化させる機能が付加されている。時定数の変
化方法としては、１サンプルの処理ごとに時定数を１／
に倍してゆく方法 Ｔｉ。１＝　１／ｋ　Ｔ。

がある。ここで、ｋは出力部＠ｙｉの追従性の要求度か
ら決められる値である。

第２図に、ｋ＝２６よびに＝４の時の１次遅れディジタ
ルフィルタのステップ応答を示す。この図かられかるよ
うに、最初の変化は小さいが順次追従が速くなり、最後
はなめらかに追いついている。このような追従は、第３
図に示す従来の不変時定数１次遅れディジタルフィルタ
のステップ応答とは、性質を異にすることは当然のこと
である。

ざらに、このような時定数を順次１／に倍してゆく方法
の利点としては、最初の追従を抑えであるため、ノイズ
等により過渡変化検出部２において過渡状態であると誤
判断をしても、出力信号に太きな影響を与えなくて済む
ことであり、また、後半の追従性が速くなることにより
警報設定レベルへの到達が早くなることである。

ところで、前記出力信号Ｖｉが前記入力信号Ｘｉに十分
追従できたかどうかは、過渡変化検出部２で入力信号Ｘ
ｉと出力信号Ｖｉの差の絶対値りが基準値Ｄ１　より小
さくなったかどうかで判断する。ここで、基準値Ｄ１　
としては、例えば入力信号Ｘ・の標準偏差σ、のｍ倍 Ｄ１＝ｍσ、 というような値を使用する。通常、このｍは前記ｎより
小ざい値を採用した方が追従性が良いが、同じ値でも良
い。

また、過渡変化検出部２において、過渡変化終了の信号
がフィルタ処理部３に入ると、時定数の戻し方の例とし
て、１サンプルの処理ごとに時定数をに倍してゆき、通
常の時定数にまで戻す。

なお、標準偏差σ、を訓算する場合は、経時変化に対応
できるように、適当な時間ごとに計算して更新しておく
方が良い。

第４図は本発明によるフィルタと従来の１次遅れフィル
タの両方を比較したもので、入力信号（イ）の過渡変化
に対して従来の１次遅れフィルタの出力（ハ）は追随す
るのにかなり時間がかかつているが、本発明のフィルタ
出力（ロ）は直ちに追随することが分る。

このように本発明の過渡変化追従型ディジタルフィルタ
は平常時には追従性が良く、また過渡変化時には直ちに
確実に追従することが出来るので、例えばプラントの流
母制御または原子炉における中性子束信号等に適用して
、プラントおよび原子炉の安全性に奇与することができ
る。

し発明の効果］ 以上説明したように、本発明の過渡変化追従型ディジタ
ルフィルタによれば、定常時には平滑性に優れ、過渡時
には追従性に優れたディジタルフィルタ特性を有するの
で、定常時にもゆらぎが大きいが過渡変化を確実に捕え
て警報を発しなければならないような信号の誤警報防止
とか、同様な信号を用いた制御系における安定制御のた
めの前処理等においてすぐれた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック構成図、第２図は
本発明の１次遅れディジタルフィルタのステップ応答を
示す図、第３図は従来の１次遅れディジタルフィルタの
ステップ応答を示す図、第４図は本発明のフィルタ出力
と従来の１次遅れフィルタ出力を比較するための図であ
る。 １・・・入力部、　　　　２・・・過渡変化検出部３・
・・フィルタ処理部、４・・・出力部（８７３３）代理
人　弁理士　猪′股　祥　晃（ほか　１名） 第１図 え 第２図 ん 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ディジタル化された信号を濾波するディジタルフィルタ
   において、前記ディジタルフィルタの入力信号と出力信
   号の差から過渡変化を検出する過渡変化検出部と、過渡
   変化検出時に前記ディジタルフィルタの時定数を順次変
   化させるフィルタ処理部を備え、前記入力信号の定常状
   態では平滑性を有しまた前記入力信号の過渡状態では前
   記ディジタルフィルタの時定数を順次変化させることに
   より入力信号に対する出力信号の追従性を良くするよう
   に構成したことを特徴とする過渡変化追従型ディジタル
   フィルタ。